专利名称：模具全生命周期加工精度控制方法
技术领域：
本发明涉及一种模具的加工控制方法，特别是一种模具全生命周期加工精度控制方法。
背景技术：
目前，覆盖件模具在汽车制造领域中运用相当普遍，传统的覆盖件模具制造方法主要存在以下缺陷(I)保丽龙模型只监控尺寸关键点，缺乏全面性，容易忽略局部缺陷，容易导致后续铸件的误差甚至报废；(2)铸件只做外观检测，不监控尺寸，容易出现机加工过程中撞刀，或尺寸超差，模具整体报废；(3)机加工完成后，钳エ打磨吋，比较盲目，不能保证精度，増加试模次数，反复装模修模效率低下，严重影响模具交付时间；(4)试模成功后，模具实际成型表面数据没有保留，没有形成经验积累，对后续模具设计及修复无帮助；、
(5)模具使用过程中，要模具失效后，才进行修模，覆盖件模具一般为单件产品，修模意味着停产，给企业带来经济损失；(6)修模时间长，没有參照模型，要反复试摸；(7)传统模具制造环节在试模成功后即结束，传统模具设计都以产品样件作为设计的唯一依据，而实际试模成功后的模具形面与以样件为依据设计的模具形面总会产生差別，模具制造过程中，总要进行大量的反复试模、修模的过程，来调整模具的形面，増加了模具的制造时间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种模具全生命周期加工精度控制方法，以提高模具制造精度，缩短模具制造时间，并可在模具全生命周期内控制模具精度。解决上述技术问题的技术方案是一种模具全生命周期加工精度控制方法，该方法是ー种对模具全生命周期的加工精度进行控制的方法，所述的模具全生命周期包括产品实物样件測量、模具制造过程、模具使用过程及模具修复过程，具体步骤如下
51.设计模具三维CAD模型
采用测量装置对用户提供的产品实物样件进行測量，获取产品实物样件数据，通过计算机将产品实物样件数据导入点云数据处理软件系统转换成产品实物样件的虚拟三维表面，得到数模A，依据数模A建立产品实物样件的三维CAD模型；或者用户直接提供产品实物样件的三维CAD模型，使用产品实物样件的三维CAD模型设计出加工产品的模具三维CAD模型；
52.制作保丽龙模型
在模具三维CAD模型的基础上增加加工余量并放收缩率设计模具铸件三维CAD模型，參照其制作保丽龙模型；
53.获取保丽龙模型曲面数据
采用测量装置对保丽龙模型进行测量，得到保丽龙模型曲面数据；
54.与模具铸件三维CAD模型作比对判断尺寸是否超差
通过计算机将保丽龙模型曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成数模B，将该数模B与模具铸件三维CAD模型作比对，如果尺寸超差，则将保丽龙模型修复后再流转到铸造，如果尺寸在误差范围内，则进行鋳造；
55.获取铸件曲面数据
采用测量装置对经铸造所得的铸件进行測量，得到铸件曲面数据；
56.与模具三维CAD模型作比对判断尺寸是否超差
通过计算机将铸件曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成数模C，将该数模C与模具三维CAD模型作比对，如果尺寸超差，需要修复或报废；如果尺寸在误差范围内，则进行机械加工；
57.获取机械加工曲面数据 采用测量装置对完成机械加工的模具进行測量，得到机械加工曲面数据；
58.与模具三维CAD模型作比对确定钳エ的加工位置及加工用量
通过计算机将机械加工曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成形面数模D，将得到的形面数模D与模具三维CAD模型作比对，确定钳エ的加工位置及加工用量；
59.获取模具曲面数据
钳エ完成后对模具进行反复的试模修模直到产品合格，采用测量装置对试模成功的模具进行测量，得到模具曲面数据；
510.与模具三维CAD模型作比对为模具设计人员提供设计经验
通过计算机将模具曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成模具曲面数模E，将模具曲面数模E与模具三维CAD模型作比对，为模具设计人员提供设计经验；
511.获取实际使用曲面数据
模具交付使用后定期使用測量装置对模具进行测量，获取实际使用曲面数据；
512.与模具曲面数模E作比对确定修模时间
通过计算机将实际使用曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成模具形面数模F，将得到的模具形面数模F与试模成功后的模具曲面数模E作比对，根据模具表面磨损情況，确定修模时间，在硬化层磨穿之前进行修摸。本发明的进ー步技术方案是在所述的步骤S12中，模具修复的机加工和钳エ加エ量以试模成功后的模具曲面数模E为依据，修复完成后，使用測量装置对修复的模具形面进行测量，得到模具形面数模G，将得到的模具形面数模G与试模成功后的模具曲面数模E作比对，以控制加工精度，减少修模后的试模次数。本发明的进ー步技术方案是所述的测量装置用于获得被测物体的表面点数据，该测量装置包括接触式測量装置或非接触式測量装置。本发明的再进ー步技术方案是所述的非接触式測量装置包括关节臂接触式測量机或自定位手持式非接触三维激光扫描仪或三维光学点測量和面扫描设备。本发明的再进ー步技术方案是所述的点云数据处理软件系统用于处理测得的大量点数据，去除噪音点后，与基础数据进行对比，反映出两者之间的偏差值，该点云数据处理软件系统系统包括Geomagic Qualify或ImageWare或RapidForma逆向工程软件。本发明的再进ー步技术方案是在步骤S12中所述的修复是堆焊或金属喷涂或激光表面熔覆。由于采用上述技术方案，本发明之模具全生命周期加工精度控制方法与现有技术相比，具有以下有益效果
<1.可提高模具制造精度和在模具全生命周期内控制模具精度
由于本发明是在模具的全生命周期中，不仅在模具制造过程的各环节均使用测量装置来测量模具表面数据，并将该模具表面数据导入点云数据处理软件系统与模具三维CAD模型作比对，以达到精确控制；而且本发明在试模成功后仍然使用测量装置获取模具形面数据，通过点云数据处理软件系统反映出成功模具的形面与以样件为依据设计的模具形面的差别，为设计人员积累经验；在模具使用过程中仍然使用测量装置获取模具形面数据，通过点云数据处理软件系统与试模成功后的模具形面数据对比，得出模具形面各部分的磨损情况，根据模具表面硬化层深度，可以确定合理的修模时间，在硬化 层磨穿之前进行修模，修模过程中仍然使用测量装置获取模具形面数据，通过点云数据处理软件系统与试模成功后的模具形面数据对比，修模有参照，可以达到精确控制。因此，本发明可全面监控尺寸关键点，避免出现模具制造和使用过程中机加工撞刀、尺寸超差、模具整体报废、停产修模的不足之处，大大提高了模具制造精度，并可在模具全生命周期内精确控制模具精度。2.可缩短模具制造时间
由于本发明在模具的全生命周期中，各环节均使用测量装置来测量模具表面数据，并将该模具表面数据与对应模型作比对，以达到精确控制，因此，能够保证模具制造和使用中的每个环节的尺寸精度，避免了因不能保证精度而增加试模次数、模具交付时间长、反复装模修模效率低下、严重影响模具交付时间、模具失效而停工等的种种不足之处，缩短了模具制造时间，有效提闻了制造|旲具的成功率及生广效率。3.适用范围广
本发明适用于各种模具，其适用范围较广泛，特别适用于利用金属板料直接制成覆盖件的模具。下面，结合说明书附图和具体实施方式
对本发明之模具全生命周期加工精度控制方法的技术特征作进一步的说明。
图I :本发明之模具全生命周期加工精度控制方法的流程图。
具体实施例方式实施例一
一种模具全生命周期加工精度控制方法，该方法是一种对模具全生命周期的加工精度进行控制的方法，所述的模具全生命周期包括产品实物样件测量、模具制造过程、模具使用过程及模具修复过程，下面基于附图1，说明该方法的具体步骤
SI.设计模具三维CAD模型
采用测量装置——自定位手持式非接触三维激光扫描仪对用户提供的产品实物样件进行扫描，获取产品实物样件数据，通过计算机将产品实物样件数据导入点云数据处理软件系统转换成产品实物样件的虚拟三维表面，得到数模A，依据数模A建立产品实物样件的三维CAD (Computer Aided Design的缩写,译为计算机辅助设计)模型；或者用户直接提供产品实物样件的三维CAD模型，使用产品实物样件的三维CAD模型设计出加工产品的模具三维CAD模型；
52.制作保丽龙模型
在模具三维CAD模型的基础上增加加工余量并放收缩率设计模具铸件三维CAD模型，参照其制作保丽龙模型；
53.获取保丽龙模型曲面数据
采用自定位手持式非接触三维激光扫描仪对保丽龙模型进行扫描，得到保丽龙模型曲面数据；
54.与模具铸件三维CAD模型作比对判断尺寸是否超差
通过计算机将保丽龙模型曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成数模B，将该数模
B与放收缩率和加工余量后的模具铸件三维CAD模型作比对，如果尺寸超差，则将保丽龙模型修复后再流转到铸造，如果尺寸在误差范围内，则进行铸造；
55.获取铸件曲面数据
采用自定位手持式非接触三维激光扫描仪对经铸造所得的铸件进行扫描，得到铸件曲面数据；
56.与模具三维CAD模型作比对判断尺寸是否超差
通过计算机将铸件曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成数模C，将该数模C与模具三维CAD模型作比对，如果尺寸超差，需要修复或报废；如果尺寸在误差范围内，则进行机械加工；
57.获取机械加工曲面数据 采用自定位手持式非接触三维激光扫描仪对完成机械加工的模具进行扫描，得到机械加工曲面数据；
58.与模具三维CAD模型作比对确定钳工的加工位置及加工用量
通过计算机将机械加工曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成形面数模D，将得到的形面数模D与模具三维CAD模型作比对，确定钳工的加工位置及加工用量；
59.获取模具曲面数据
钳工完成后对模具进行反复的试模修模直到产品合格，采用自定位手持式非接触三维激光扫描仪对试模成功的模具进行扫描，得到模具曲面数据；
510.与模具三维CAD模型作比对为模具设计人员提供设计经验
通过计算机将模具曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成模具曲面数模E，将模具曲面数模E与模具三维CAD模型作比对，为模具设计人员提供设计经验；
511.获取实际使用曲面数据
模具交付使用后定期使用自定位手持式非接触三维激光扫描仪对模具进行测量，获取实际使用曲面数据；
512.与模具曲面数模E作比对确定修模时间
通过计算机将实际使用曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成模具形面数模F，将得到的模具形面数模F与试模成功后的模具曲面数模E作比对，根据模具表面磨损情况，确定修模时间，在硬化层磨穿之前进行修模。在步骤S12中，模具修复的机加工和钳工加工量以试模成功后的模具曲面数模E为依据，修复完成后，使用自定位手持式非接触三维激光扫描仪对修复的模具形面进行扫描，得到模具形面数模G，将得到的模具形面数模G与试模成功后的模具曲面数模E作比对，控制加工精度，以减少修模后的试模次数。在步骤S12中所述的修复是堆焊或金属喷涂或激光表面熔覆。在上述各步骤中，所述的点云数据处理软件系统用于处理测量装置测得的表面点数据，去除噪音点后，与基础数据进行对比，反映出表面点数据与基础数据两者之间的偏差值；该点云数据处理软件系统为专门的逆向工程软件Geomagic Qualify。作为本实施例一的一种变换，所述的测量装置还可以是测量装置包括关节臂接触式测量机或三维光学点测量和面扫描设备等非接触式测量装置或其它接触 式测量装置。作为本实施例一的又一种变换，所述的点云数据处理软件系统还可以是RapidForm 或 ImageWare 或常用的 CAD 软件逆向设计模块如 CATIA HSM 、PR0/E Scantools和UG PointCloud等专门的逆向工程软件。
权利要求
1.一种模具全生命周期加工精度控制方法，其特征在于该方法是一种对模具全生命周期的加工精度进行控制的方法，所述的模具全生命周期包括产品实物样件测量、模具制造过程、模具使用过程及模具修复过程，具体步骤如下 .51.设计模具三维CAD模型 采用测量装置对用户提供的产品实物样件进行测量，获取产品实物样件数据，通过计算机将产品实物样件数据导入点云数据处理软件系统转换成产品实物样件的虚拟三维表面，得到数模A，依据数模A建立产品实物样件的三维CAD模型；或者用户直接提供产品实物样件的三维CAD模型，使用产品实物样件的三维CAD模型设计出加工产品的模具三维CAD模型； .52.制作保丽龙模型 在模具三维CAD模型的基础上增加加工余量并放收缩率设计模具铸件三维CAD模型，参照其制作保丽龙模型； .53.获取保丽龙模型曲面数据 采用测量装置对保丽龙模型进行测量，得到保丽龙模型曲面数据； .54.与模具铸件三维CAD模型作比对判断尺寸是否超差 通过计算机将保丽龙模型曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成数模B，将该数模B与模具铸件三维CAD模型作比对，如果尺寸超差，则将保丽龙模型修复后再流转到铸造，如果尺寸在误差范围内，则进行铸造； .55.获取铸件曲面数据 采用测量装置对经铸造所得的铸件进行测量，得到铸件曲面数据； .56.与模具三维CAD模型作比对判断尺寸是否超差 通过计算机将铸件曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成数模C，将该数模C与模具三维CAD模型作比对，如果尺寸超差，需要修复或报废；如果尺寸在误差范围内，则进行机械加工； .57.获取机械加工曲面数据 采用测量装置对完成机械加工的模具进行测量，得到机械加工曲面数据； .58.与模具三维CAD模型作比对确定钳工的加工位置及加工用量 通过计算机将机械加工曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成形面数模D，将得到的形面数模D与模具三维CAD模型作比对，确定钳工的加工位置及加工用量； .59.获取模具曲面数据 钳工完成后对模具进行反复的试模修模直到产品合格，采用测量装置对试模成功的模具进行测量，得到模具曲面数据； .510.与模具三维CAD模型作比对为模具设计人员提供设计经验 通过计算机将模具曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成模具曲面数模E，将模具曲面数模E与模具三维CAD模型作比对，为模具设计人员提供设计经验； .511.获取实际使用曲面数据 模具交付使用后定期使用测量装置对模具进行测量，获取实际使用曲面数据； .512.与模具曲面数模E作比对确定修模时间 通过计算机将实际使用曲面数据导入点云数据处理软件系统，生成模具形面数模F，将得到的模具形面数模F与试模成功后的模具曲面数模E作比对，根据模具表面磨损情况，确定修模时间，在硬化层磨穿之前进行修模。
2.根据权利要求I所述的模具全生命周期加工精度控制方法，其特征在于在所述的步骤S12中，模具修复的机加工和钳工加工量以试模成功后的模具曲面数模E为依据，修复完成后，使用测量装置对修复的模具形面进行测量，得到模具形面数模G，将得到的模具形面数模G与试模成功后的模具曲面数模E作比对，以控制加工精度，减少修模后的试模次数。
3.根据权利要求I或2所述的模具全生命周期加工精度控制方法，其特征在于所述的测量装置用于获得被测物体的表面点数据，该测量装置包括接触式测量装置或非接触式测量装置。
4.根据权利要求3所述的模具全生命周期加工精度控制方法，其特征在于所述的非接触式测量装置包括关节臂接触式测量机或自定位手持式非接触三维激光扫描仪或三维光学点测量和面扫描设备。
5.根据权利要求I所述的模具全生命周期加工精度控制方法，其特征在于所述的点云数据处理软件系统用于处理测得的大量点数据，去除噪音点后，与基础数据进行对t匕，反映出两者之间的偏差值，该点云数据处理软件系统系统包括Geomagic Qualify或Imageffare或RapidForm逆向工程软件。
6.根据权利要求I或2或4或5所述的模具全生命周期加工精度控制方法，其特征在于在步骤S12中所述的修复是堆焊或金属喷涂或激光表面熔覆。
7.根据权利要求3所述的模具全生命周期加工精度控制方法，其特征在于在步骤S12中所述的修复是堆焊或金属喷涂或激光表面熔覆。
全文摘要
一种模具全生命周期加工精度控制方法，涉及一种模具的加工控制方法，包括S1设计模具三维CAD模型，S2制作保丽龙模型，S3获取保丽龙模型曲面数据，S4与模具铸件三维CAD模型作比对判断尺寸是否超差，S5获取铸件曲面数据，S6与模具三维CAD模型作比对判断尺寸是否超差，S7获取机械加工曲面数据，S8与模具三维CAD模型作比对确定钳工的加工位置及加工用量，S9获取模具曲面数据，S10与模具三维CAD模型作比对为模具设计人员提供设计经验，S11获取实际使用曲面数据，S12与模具曲面数模E作比对确定修模时间。本发明可提高模具制造精度和缩短模具制造时间，特别适用于利用金属板料直接制成覆盖件的模具。
文档编号B21D37/20GK102728729SQ201210238950
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者徐武彬, 石光林, 赵克政, 陈晨 申请人:广西工学院